SU1033169A1

SU1033169A1 - Rotor-type pulsation apparatus

Info

Publication number: SU1033169A1
Application number: SU813240255A
Authority: SU
Inventors: Алексей Алексеевич Фомин; Владимир Николаевич Бабушкин; Виктор Николаевич Московкин
Priority date: 1981-01-30
Filing date: 1981-01-30
Publication date: 1983-08-07

Abstract

l.POTOPHO-ПУЛЬСАЦИОННЫЙ АППАРАТ, содержащий корпус с нагнетательным патрубкоу и камерой ввода, в которой размещен всасывающий патрубок, установленные в корпусе ротор и статор в виде концентричных цилиндров с прорез ми и средство создани дополнительных пульсаций , отличающийс тем, что, с целью повышени эффективности и надежности работы аппарата, средство дл создани дополнительных пульсаций соединено трубопроводом с камерой ввода и выполнено в виде соосных дисков с прорез ми, один из дисков кинематически св зан с ротором и число прорезей в нем кратно числу прорезей в цилиндрах, при этом всасывающий патрубок снабжен обратным клапаном. 2.Аппарат по п. 1, отличающийс тем, что кинематическа св зь выполнена в виде зубчатой передачи с передаточным отнощением , равным единице. 3.Аппарат по п. 1, отличающийс тем, что количество прорезей в цилиндрах равно количеству прорезей в диске. САЭ 05 СОl.POTOPHO-PULSE DEVICE, comprising a housing with a discharge nozzle and an injection chamber containing a suction nozzle, mounted in the housing of the rotor and stator in the form of concentric slotted cylinders and means for creating additional pulsations, characterized in order to increase efficiency and the reliability of the apparatus, the means for creating additional pulsations are connected by a pipeline with an input chamber and made in the form of coaxial disks with slots, one of the disks is kinematically connected with the rotor and the number n The cutter in it is a multiple of the number of slots in the cylinders, while the suction nozzle is equipped with a check valve. 2. The apparatus according to claim 1, characterized in that the kinematic link is made in the form of a gear with a transmission ratio equal to one. 3. The apparatus according to claim 1, wherein the number of slots in the cylinders is equal to the number of slots in the disk. SAE 05 JI

Description

Изобретение относитс к смесительной технике и может быть использовано в процессах эмульгировани , диспергировани и массообмена в металлургической, химической и других отрасл х промышленности. Известен аппарат, состо щий из корпуса со всасывающим и нагнетательным патрубками , внутри которого расположено перемещивающее устройство в виде статора и ротора. Прорези в стенках статора и ротора выполнены в один р д. Дл повышени эффективности воздействи на обрабатываемую среду введен источник дополнительных осевых пульсаций жидкости. Статор снабжен специальным приводом, сообщающим ему возвратно-поступательное движение 1. Наличие дополнительного привода значительно усложн ет конструкцию (увеличиваетс количество сопр женных деталей, количество уплотнений и т. д.). Кроме того, в этом аппарате нельз измен ть амплитуду колебаний стержней. Известен также роторно-пульсационный аппарат, содержащий корпус с нагнетательным патрубком и камерой ввода, в которой размещен всасывающий патрубок, установленные в корпусе ротор и статор в виде концентричных цилиндров с прорез ми и средство создани дополнительных пульсаций в виде упругой кольцевой пластины. Пластина установлена в статоре, а прорези на роторе и статоре размещены по обе ее стороны, причем в статоре расположены в щахматном пор дке, а в роторе - Прут против друга 2. Обрабатываема среда непрерывно проходит через полностью залитый работающий аппарат. Быстро вращающийс ротор с отверсти ми поочередно то в первой, то во -второй камерах перемещивающего устройства перекрывает прорези в стенках статора. В результате этого, кроме радиальных пульсаций давлени , возникают осевые пульсации в замкнутом объеме. Последние заставл ют колебатьс упругую кольцевую пластину , котора вынуждает пульсировать ереду в осевом направлении. Указанна конструкци аппарата позвол ет установить в его корпусе только один статор и один ротор , что резко снижает количество радиальных пульсаций и эффективность обработки. Кроме того, при работе на агрессивных и абразивных средах пластина быстро изнашиваетс . Амплитуду осевых колебаний в таком аппарате регулировать невозможно. Цель изобретени - повыщение эффективности и надежности работы аппарата. Указанна цель достигаетс тем, что в роторно-пульсационном аппарате, содержащем корпус с нагнетательным патрубком и камерой ввода, в которой размещен всасывающий патрубок, установленные в корпусе ротор и статор в виде концентричных цилиндров с прорез ми и средство создани дополнительных пульсаций, средство дл создани дополнительных пульсаций соединено трубопроводом с камерой ввода и выполнено в виде соосных дисков с прорез ми, один из дисков кинематически св зан с ротором и число прорезей в нем кратно числу прорезей в цилиндрах, при этом всасывающий патрубок снабжен обратным клапаном. Кинематическа св зь выполнена в виде зубчатой передачи с передаточным отношением , равным единице. Кроме того, количество прорезей в цилиндрах равно количеству прорезей в диске . На чертеже изображен предлагаемый аппарат , продольный разрез. Аппарат имеет корпус 1 с камерой 2 ввода среды, всасывающим 3 и нагнетательным 4 патрубками. Статор 5 укреплен к корпусу аппарата 1. Ротор 6 установлен на валу 7. Во всасывающем патрубке 3 установлен обратный клапан 8. Средство дл создани дополнительных пульсаций 9 имеет золотник, состо щий из неподвижного диска 10 с одной прорезью 11, кинематически св занного с ротором диска 12 с прорез ми, установленного на валу 13. Вал ротора 7 и вал диска 13 соединены между собой зубчатой передачей14. Трубопровод 15 соедин ет средство 9 с камерой ввода 2. Сборка аппарата производитс таким образом, чтобы при совмещении прорезей ротора 6 и статора 5 прорези диска 10 и диска 12 не совпадали, и наоборот , чтобы при несовмещении прорезей ротора и статора прорези в диске 10 и диске 12 совпадали. Положение вращающегос диска дополнительного устройства должно быть в каждый момент времени в строгом соответствии с положением статора и ротора: при отсутствии такого соответсти (либо при посто нной подаче газа, т. е. без дополнительного устройства) при совпадении отверстий статора и ротора газ, поскольку он находитс под более высоким давлением, прорываетс на выход устройства, задержива выход гидросмеси. В предлагаемом техническом решении количество прорезей в цилиндрах равно количеству прорезей во вращающемс диске. Кроме предлагаемого варианта возможны еще два. Первый вариант. Количество отверстий в диске в п раз меньше количества прорезей в цилиндре. В этом случае дл соединени газовой магистрали с рабочей камерой аппарата в момент несовпадени прорезей статора и ротора, диск должен иметь угловую скорость вращени в п раз больШую , что к увеличению затрат мощности на привод диска в п раз: отношение мощностей в таких случа х пропорциональноThe invention relates to a mixing technique and can be used in the processes of emulsification, dispersion and mass transfer in the metallurgical, chemical and other sectors of the industry. A known apparatus consisting of a housing with suction and discharge nozzles, inside of which there is a displacement device in the form of a stator and a rotor. The slots in the walls of the stator and the rotor are made in one row. In order to increase the effectiveness of the effect on the medium being processed, a source of additional axial fluid pulsations is introduced. The stator is equipped with a special drive, giving it a reciprocating motion 1. The presence of an additional drive complicates the design significantly (the number of mating parts increases, the number of seals, etc.). In addition, in this apparatus it is impossible to change the amplitude of oscillations of the rods. A rotary pulsation apparatus is also known, comprising a housing with an injection nozzle and an injection chamber in which a suction nozzle is installed, a rotor and a stator in the housing in the form of concentric slotted cylinders and means for creating additional pulsations in the form of an elastic annular plate. The plate is installed in the stator, and the slots on the rotor and the stator are placed on both its sides, and in the stator are arranged in a shakhmatnom order, and in the rotor - Rod against each other 2. The processed medium continuously passes through the fully filled working apparatus. A rapidly rotating rotor with holes alternately in either the first or second chambers of the transfer device closes the slots in the stator walls. As a result of this, in addition to radial pressure pulsations, axial pulsations occur in a closed volume. The latter cause the elastic annular plate to oscillate, which causes the flow to pulsate in the axial direction. This design of the apparatus allows only one stator and one rotor to be installed in its housing, which drastically reduces the number of radial pulsations and the processing efficiency. In addition, when operating in aggressive and abrasive environments, the plate wears out quickly. The amplitude of the axial oscillations in such an apparatus cannot be adjusted. The purpose of the invention is to increase the efficiency and reliability of the apparatus. This goal is achieved by the fact that in a rotor-pulsation apparatus, comprising a housing with an injection nozzle and an injection chamber, in which a suction nozzle is installed, the rotor and stator in the form of concentric cylinders with slots and means for creating additional pulsations are placed in the housing; the pulsations are connected by a pipeline with an input chamber and made in the form of coaxial discs with slits, one of the discs is kinematically connected with the rotor and the number of slits in it is a multiple of the number of slits in the cylinder While the suction inlet is provided with a check valve. The kinematic connection is made in the form of a gear transmission with a transmission ratio equal to one. In addition, the number of slots in the cylinders is equal to the number of slots in the disk. The drawing shows the proposed apparatus, a longitudinal section. The device has a housing 1 with a chamber 2 of the medium inlet, suction 3 and discharge 4 nozzles. The stator 5 is fixed to the housing of the apparatus 1. The rotor 6 is mounted on the shaft 7. A check valve 8 is installed in the suction port 3. The means for creating additional pulsations 9 have a spool consisting of a fixed disk 10 with one slot 11, kinematically connected with the disk rotor 12 with slots mounted on the shaft 13. The rotor shaft 7 and the disk shaft 13 are interconnected by a gear 14. The pipeline 15 connects the means 9 with the input chamber 2. The apparatus is assembled so that when the slots of the rotor 6 and the stator 5 are aligned, the slots of the disk 10 and the disc 12 do not coincide, and vice versa, if the slots of the rotor and the stator are not aligned, the slots in the disk 10 and disk 12 matched. The position of the rotating disk of the auxiliary device must be at each time in strict accordance with the position of the stator and the rotor: in the absence of such a corresponding (or with a constant gas supply, i.e. without an auxiliary device) with coincidence of the holes of the stator and the rotor gas, since it is under higher pressure, breaks into the exit of the device, delaying the exit of the slurry. In the proposed technical solution, the number of slots in the cylinders is equal to the number of slots in the rotating disk. In addition to the proposed option, two more are possible. First option. The number of holes in the disk is n times less than the number of slots in the cylinder. In this case, for the gas line to the working chamber of the apparatus at the time of discrepancy between the stator and rotor slots, the disk must have an angular rotational speed several times, which increases the drive power costs by n times: the power ratio in such cases is proportional to

п той степени отношени диаметров дисков и кубу отношени числа оборотов.n the degree of the ratio of the diameters of the disks and the cube of the ratio of the number of revolutions.

Второй вариант. Количество отверстий в диске в п раз больше количества прорезей в цилиндре. В этом случае диск должен иметь угловую -.скорость враш,ени в п раз меньшую, но в п раз увеличиваетс диаметр диска.The second option. The number of holes in the disk is n times the number of slots in the cylinder. In this case, the disk should have an angular velocity of vras, which is n times smaller, but the diameter of the disk increases n times.

Увеличение же диаметра диска приводит к увеличению размеров конструкции и. увеличению затрат мощности на привод диска в п раз: затраты мощности уменьшаютс в п раз за счет уменьшени числа оборотов , по в п раз увеличиваютс за счет увеличени диаметра диска.Increasing the diameter of the disk leads to an increase in the size of the structure and. an increase in the power consumption of a disk drive by n times: the power expenses are reduced by n times due to a decrease in the number of revolutions, and n times increased by an increase in the diameter of the disk.

Поскольку же число отверстий в диске зависит от числа отверстий в цилиндрах, то оптимальным . вл етс предлагаемый вариант: равенство количества прорезей в диске и цилиндре, и, как следствие, передаточное отношение зубчатой передачи равное 1.Since the number of holes in the disk depends on the number of holes in the cylinders, it is optimal. is the proposed option: equality of the number of slots in the disk and the cylinder, and, as a result, the gear ratio of gear transmission is equal to 1.

Аппарат работает следующим образом.The device works as follows.

При совмещении прорезей статора 5 и ротора б обрабатываема среда через всасывающий патрубок 3 поступает через открытый обратный клапан 8 в корпус аппарата . В этот момент прорезь 11 в диске 10 закрыта вращающимс диском 12, и сжатый газ не поступает в корпус аппарата. Затем при вращении ротора происходит несовмещение прорезей статора 5 и ротора б, а прорезь 11 в диске 10 совпадает с одним из отверстий врац1ающегос диска 12. Сжатый газ поступает через трубопровод 15 в корпус 1 и передает импульс давлени на среду, наход щуюс в корпусе, при этом обратный клапан 8 закрываетс . Измен давление сжатого газа можно регулироватьWhen combining the slots of the stator 5 and the rotor b, the processed medium through the suction nozzle 3 flows through the open non-return valve 8 into the body of the apparatus. At this moment, the slot 11 in the disk 10 is closed by the rotating disk 12, and the compressed gas does not flow into the body of the apparatus. Then, when the rotor rotates, the slots of the stator 5 and the rotor b are not aligned, and the slot 11 in the disk 10 coincides with one of the holes of the rotating disk 12. The compressed gas flows through the pipe 15 into the housing 1 and transmits a pressure pulse to the medium in the housing. this check valve 8 is closed. The pressure of the compressed gas can be adjusted.

амплитуду пульсации, создаваемых в аппарате .the amplitude of the pulsations generated in the apparatus.

При этом увеличиваетс диффузи жидкой фазы в поры частиц твердой фазы; уменьшаетс толщина пограничного диффузионного сло вокруг частиц твердой фазы; усиливаетс кавитаци (максимальное давление в рабочей зоне устройства за счет подачи импульса давлени газа увеличиваетс , а минимальное давление отверсти остаетс прежним, так как при совпадении отверстий статора и ротора, что соответствует минимуму давлени , отсутствует импульс давлени газа, увеличивша с разность максимального и минимального давлений в рабочей зоне устройства, что приводит к усилению кавитации), котора способствует разрушению поверхностных пленок частиц твердой фазы, способствует диффузии жидкой фазы в поры частиц твердой фазы, измен ет характер диффузионного пограничного сло вокруг частиц твердой фазы.This increases the diffusion of the liquid phase into the pores of the particles of the solid phase; the thickness of the boundary diffusion layer around the particles of the solid phase is reduced; cavitation is enhanced (the maximum pressure in the working area of the device due to the impulse of gas pressure increases, and the minimum orifice pressure remains the same, since when the stator and rotor holes coincide, which corresponds to the minimum pressure, there is no gas pressure pulse increasing the difference between the maximum and minimum pressures in the working area of the device, which leads to increased cavitation), which contributes to the destruction of the surface films of particles of the solid phase, contributes to the diffusion of the liquid phase in ry solid phase particles changes the nature of the diffusion boundary layer around the particulate solids.

Все перечисленные влени ускор ют процессы массообмена между жидкой и твердой фазой гидросмеси.All of these phenomena accelerate the mass transfer processes between the liquid and solid phases of the slurry.

В предлагаемом аппарате при создании дополнительных пульсаций за счет сжатого газа увеличиваетс срок службы из-за отсутстви в обрабатываемой агрессивной среде, содержащей абразивные частицы, дополнительных устройств, выполненных в виде стержней или упругой кольцевой пластины . Кроме того, измен давление сжатого газа, можно регулировать амплитуду дополнительных пульсаций среды. Это позвол ет проводить процессы в оптимальном технологическом режиме и значительно увеличить эффективность работы аппарата.In the proposed apparatus, when creating additional pulsations due to compressed gas, the service life increases due to the absence of additional devices made in the form of rods or an elastic ring plate in the processed aggressive medium containing abrasive particles. In addition, by changing the pressure of the compressed gas, you can adjust the amplitude of the additional pulsations of the medium. This allows to carry out the processes in the optimal technological mode and significantly increase the efficiency of the apparatus.

Claims

1. ROTARY-PULSATION APPARATUS, comprising a housing with a discharge pipe and an input chamber, in which a suction pipe is installed, a rotor and a stator installed in the housing in the form of concentric cylinders with slots and means for creating additional pulsations, characterized in that, in order to increase the efficiency and the reliability of the apparatus, the tool for creating additional ripples is connected by a pipeline to the input chamber and is made in the form of coaxial disks with slots, one of the disks is kinematically connected to the rotor and the number of rezey therein multiple of the number of slots in the cylinders, the suction nozzle is provided with a check valve.

2. The apparatus by π. 1, characterized in that the kinematic connection is made in the form of a gear transmission with a gear ratio equal to one.

3. The apparatus by π. 1, characterized in that the number of slots in the cylinders is equal to the number of slots in the disk.

-a